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마이크로중력 과학 임무 수행용 초소형위성의 시스템 설계 및 개발

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Author(s)
김진혁
Issued Date
2020
Abstract
KMSL (Korea Microgravity Science Laboratory) is a 3U nanosatellite designed for the purpose of carrying out two scientific missions: combustion and biological experiments in extreme space environments such as microgravity, absolute vacuum and cosmic radiation. In addition, one of the primary goals for the KMSL missions is related to replace the satellite avionics which are heavily dependent on overseas products with domestic ones by verifying their operational performance in the space environment and successfully performing all the tasks with the KMSL nanosatellite. By doing so, the ultimate goal is to build a platform on which scientific experiments can be performed in space for the future.
In order to design the KMSL nanosatellite to perform two scientific missions, mission and system requirements were derived. The system was then designed based on the derived requirements described in the present study. Following the requirements listed, the interface and margin analysis were performed in order to design and implement each of subsystems which complies with the requirements. The designed and implemented system to meet such requirements was verified through structural analysis, orbital thermal analysis, attitude control simulation, and power simulation. A engineering model (EM) of the KMSL satellite (that are built following all the requirements and analysis results) has been verified through a series of tests such as Electrical test bed test, environmental test (vibration and thermal vacuum tests). The implemented EM in the present study was found to verify the function and performance requirements The information described in the present study will be used as a reference for future final flight model (FM) development.
Alternative Title
System Design and Development of a Nano Satellite for Microgravity Scientific Missions
Alternative Author(s)
Jin-Hyuk Kim
Department
일반대학원 기계시스템미래자동차공학부(기계시스템공학)
Advisor
박설현
Awarded Date
2020-02
Table Of Contents
목 차
LIST OF TABLES Ⅰ
LIST OF FIGURES Ⅱ
NOMENCLATURE Ⅳ
ABSTRACT Ⅵ

제 1장 서 론 1
제 1절 연구 배경 및 필요성 1
제 2절 연구 목적 및 내용 5

제 2장 임무 설계 및 개발 방향 8
제 1절 임무 개요 8
제 2절 임무 목적 9
1. 과학 임무 목적Ⅰ 9
2. 과학 임무 목적Ⅱ 10
2.3 임무 요구사항 11
2.4 개발 방향 13

제 3장 시스템 설계 15
제 1절 시스템 개요 15
제 2절 시스템 요구사항 16
제 3절 운용 시나리오 18
1. 운용 개념 18
2. 분리 모드 19
3. 노말 모드 19
4. 임무 모드 20
5. 통신 모드 21
6. 안전 모드 22
제 4절 시스템 인터페이스 23
1. 구조 인터페이스 23
2. 전기 인터페이스 25
3. 데이터 인터페이스 26
4. 통신 인터페이스 27
5. 지상국 인터페이스 28
제 5절 시스템 마진 28
1. 질량 마진 28
2. 열적 마진 29
3. 전력 마진 30
4. 링크 마진 31
제 6절 시스템 분석 32
1. 구조해석 32
2. 궤도 열 해석 39
3. 자세제어 분석 42
4. 전력 분석 45


제 4장 과학 임무 탑재체 설계 49
제 1절 과학 임무 수행용 탑재체 설계 49
1. 과학 탑재체Ⅰ 설계 49
2. 과학 탑재체Ⅱ 설계 50

제 5장 엔지니어링 모델 개발 및 검증 52
제 1절 엔지니어링 모델 개발 52
1. 엔지니어링 모델 개요 52
제 2절 ETB 시험 53
1. ETB 시험 – Step 1 : Set-Up 53
2. ETB 시험 – Step 2 : OBC 54
3. ETB 시험 – Step 3 : OBC + EPS 57
4. ETB 시험 – Step 4 : Subsystem 65
5. ETB 시험 – Step 5 : Payload 67
제 3절 엔지니어링 모델 환경 시험 70
1. 진동 시험 70
2. 열 진공 시험 76

제 6장 결론 82

참고문헌 84
Degree
Master
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
김진혁. (2020). 마이크로중력 과학 임무 수행용 초소형위성의 시스템 설계 및 개발.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/14129
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000279361
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • AuthorizeOpen
  • Embargo2020-02-26
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